簡談小斷面引水隧洞爆破開挖質量控制

劉 斌

（甘肅省水利水電工程局有限責任公司，甘肅 蘭州 730030）

在小斷面引水隧洞工程項目中，爆破開挖具有一定的難度，施工中若不注意，將會產生各種各樣的問題。因此，在確定施工方案的基礎上，必須結合實際情況，對爆破開發技術進行合理的應用，通過科學、可靠的施工方法，保證整個水利工程的順利進行。只有做到了這一點，才能確保小截面導流洞的工程質量，以及后續工程的順利實施。

1 控制小斷面引水隧道爆破開發質量的重要性

經過長期的發展，爆破開挖技術在小斷面引水隧洞開挖的過程中得到了非常廣泛的應用，并且在大量的實踐當中積累了越來越豐富的經驗。但就實際來看，在對小斷面引水隧洞進行開挖的過程當中，很容易產生隧洞超欠挖的現象，這不但會導致施工的難度大大提高，還會產生人力、物力以及財力資源上的浪費。與此同時，隧道超挖所形成的凹角會引發應力集中的情況，進而使得反圍巖的穩定性大大降低。而隧道欠挖則會影響到襯砌，后續處理起來有著較高的難度，并且可能會產生坍塌的事故，嚴重威脅到工作人員的生命安全。因此，必須要對小斷面引水隧洞爆破開挖的質量控制引起高度重視，從而進一步加強人力、物力以及財力資源的使用效率，并實現各個環節工作的充分銜接，確保隧洞工程施工的順利進行。

在爆破技術當中，炸藥及起爆器都將會對爆破技術的效果造成很大影響。與此同時，要想使爆破技術的作用得到充分發揮，還應當采取機械設備來進行輔助，以確保工程的順利進行。在此基礎上，需要在進行施工的過程中運用現代化的科學技術，使得爆破技術能夠實現進一步發展。在進行爆破施工前，要通過專用的鉆機進行鉆孔。在以往施工的過程中，所采用的基本都是手風鉆，不但費時費力，并且效果也并不好，隨著科技水平的不斷提高，潛孔鉆逐漸出現，同時在實際施工中得到廣泛應用。它的工作原理主要是轉化原本的風壓，在高風壓的作用下，不斷提高風力速度從而實現鉆孔的目的。

2 影響小斷面引水隧洞爆破開挖質量的主要因素

2.1 地質條件因素

就水文地質條件而言，施工區域圍巖的特性將會直接影響到引水隧洞爆破開發施工的整體質量，圍巖構造特點也是導致出現超挖及欠挖問題的重要原因。在進行爆破開挖時，倘若圍巖構造存在裂縫發育，就很可能會在斷層等軟弱結構上出現破裂線開裂的情況，從而造成超挖。部分圍巖均質性較差，軟巖與硬巖共存，在爆破開挖的過程中軟巖部分就容易出現超挖的情況。在爆破過程中，圍巖巖體的風化部分以及硬度不高的部分可能難以根據預設的起爆線爆破，從而造成開挖超挖的情況。在實際進行施工時，因為水文地質條件問題所導致的超挖具有較高的破壞性，超挖的控制難度較大，對于工程的施工安全具有嚴重影響，因此也是水利工程施工中應當重視的問題。

2.2 施工條件因素

爆破開發技術有著較高的難度，其在操作技術及施工管理方面有著嚴格要求，倘若在進行施工時操作不夠規范或是沒有做好管理工作，就很容易造成超挖問題。一般而言，造成超挖的施工因素主要包括：首先，在施工準備階段，為嚴格依據規范要求測量圍巖，導致放線環節出現超放，或是在放開挖輪廓線的過程中沒有結合規范要求，導致爆破開發的過程中發生超挖；其次，在鉆孔過程中沒有依據規范合理操作，在鉆孔過程中偏離孔位，致使孔位不平行，孔底也未處于一個開挖平面上；最后，在爆破開挖的過程中，因各方面因素而導致欠挖，在對欠挖進行處理的過程中因操作過度而發生超挖。

2.3 爆破技術因素

在爆破開發的過程中，除了地質條件與施工條件方面的因素以外，爆破作業參數同樣會對隧洞爆破開發的質量造成影響。第一，每循環開挖進尺是非常關鍵的作業參數，周邊眼外偏角沒有變化的情況下，每循環開挖進尺越大，那么鉆孔孔底就將偏離設計輪廓，致使超挖偏離開挖設計輪廓越大。第二，周邊眼間距不滿足相關要求。在對間距進行設計的過程中沒有結合圍巖特性，致使孔間距缺乏合理性，倘若孔間距太大，將會因爆破沒有按照設計輪廓線開裂而出現欠挖。如在某引水隧洞工程中，所用的爆破材料是導爆索及塑料導管非電毫秒雷管起爆系統，同時選擇了電雷管、乳化炸藥及φ32 藥卷，炸藥爆破參數的實驗結果可見表1所示。第三，最小抵抗線設計不科學。倘若所設置的最小抵抗線不合理，那么在進行爆破時就容易因爆破力太大而造成超挖。第四，爆破藥量不滿足要求。在對爆破藥量進行設置的過程中，沒有結合圍巖的特征以及爆破實驗數據，對裝藥參數的計算不正確。在實際進行爆破的過程中，未按照爆破效果來合理調整炸藥爆破參數，進而出現爆破超挖的問題。第五，沒有采用正確的裝藥形式。在炮孔直徑沒有變化的情況下，倘若藥卷直徑太大，需要進行間隔裝藥，以免在爆破的過程中對炮孔壁造成太大壓力，致使炮孔附近圍巖粉碎度太大而導致超挖。

表1 炸藥爆破參數

3 小斷面引水隧洞爆破開挖質量控制要點

3.1 加強圍巖地質條件的勘察工作

一般而言，圍巖地質條件是客觀的，通常能夠將其當做爆破參數確定的主要依據。在開展小斷面引水隧洞施工的過程當中，圍巖的地質條件處在不斷地變化當中，溶洞、軟弱夾層等不良地質情況時有發生，這些都將直接影響到隧洞施工的質量。所以，在開挖隧洞時，一定要充分結合圍巖節理、裂隙等的具體情況，合理調整鉆孔角度、鉆孔位置和附近孔的參數等，從而使得隧洞開挖的整個效率以及質量可以得到有效提高，避免在隧洞當中出現超欠挖的現象。

3.2 做好對炮眼深度與精度的控制

在確定炮眼深度的過程當中，通常應當綜合考慮到隧洞地質條件、單循環作業時間、施工組織能力以及工期等各方面因素，同時還要針對于每循環進尺實施合理的優化，從而保證隧道的開挖施工可以順利實施。在對隧洞進行開挖施工的過程當中，必須要嚴格標注打點定位孔，明確打點距離，每打下一個孔，都應當參照上一孔位確定方向，并且還要保證鉆孔深度的一致性，使孔底能夠處在相同的平面。

3.3 提升測量放線的精度

為了防止在小斷面引水隧洞爆破開挖工程當中出現超欠挖的問題，就應當嚴格控制開挖輪廓線的精度。在實施測量放線以前，也應當充分了解并把握相關的設計文件，在掌握斷面各部位尺寸的同時，還需要注重預留沉降量以及變形量。除此之外，倘若標高與中線產生了偏移，就容易使得斷面輪廓偏向一側，由此而使得開挖斷面的一側欠挖或是一側超挖，所以，必須要盡可能地保證標高與中線的準確性。

3.4 合理運用爆破技術

在對小斷面引水隧洞進行開挖時，應用廣泛的爆破技術主要指的是爆破方法、爆破器材、爆破參數以及裝藥方法等。在實際應用當中，不同的爆破方法、爆破器材、爆破參數以及裝藥方法等，都將會在不同程度上造成隧道超欠挖的情況。針對光面爆破的效果與一般爆破的效果進行對比分析能夠得知，在整體效果方面，光面爆破有著更大的優勢。在實際應用中，光面爆破既能夠保證開挖面符合設計輪廓線的相關要求，還能夠減小對圍巖所造成的擾動影響。通過“新奧法”的原則開展隧洞爆破施工，采取預裂爆破或光面爆破等的控制措施，能夠防止在小斷面引水隧洞中出現超欠挖的問題。

3.5 重視現場施工管理

在對小斷面引水隧洞進行施工的過程當中，對于現場施工所進行的嚴格管理，是減小超欠挖現象出現幾率最為有效且最為根本的方法。在進行施工時，需要建立起健全、完善的質量管理保證體系，針對各環節的施工質量實施合理的控制，同時為試驗、測量以及質檢體系配備態度端正、認真負責、技術水平高且有責任意識的工程技術人員，從而使得施工管理工作的效率與質量都可以變得更高。在正式開展隧洞爆破施工以前，還應當進行相關的技術交底工作，加大對技術人員的培訓與教育力度，嚴格依據規定要求的循環進尺與開挖步驟展開施工，這不但能夠實現對各開挖工序的有效銜接，還能夠減小隧洞超欠挖問題出現的可能性。通過科學的經濟指標來針對于各施工班組實施考核，以考核結果為依據予以相應的獎勵與懲罰。除此之外，對施工精確性與嚴肅性的提高，在保證隧洞開挖施工順利實施的同時，還有助于小斷面引水隧洞爆破開挖質量的有效控制。

3.6 培養高素質施工人員

要培養高素質的爆破施工人員，需要以下幾個方面的努力：

教育培訓：提供專業的培訓課程，包括安全知識、爆破原理、器材使用、計算等方面的內容，讓學員掌握必要的理論知識和技能。

實踐訓練：通過實踐操作，讓學員熟悉各種爆破技術，掌握正確的操作方法和技巧，提高實際應用能力。

考核評估：定期對學員進行考核評估，發現問題及時糾正，并給予適當的獎勵或懲罰，激勵學員積極學習和進步。

經驗交流：組織爆破施工人員之間的經驗交流，分享經驗和教訓，促進彼此之間的學習和成長。

安全意識教育：加強安全意識教育，讓學員認識到爆破施工的風險和危險性，培養正確的安全意識和行為習慣。

團隊建設：注重團隊建設，培養團隊合作精神和溝通能力，讓爆破施工人員能夠協同工作，共同完成任務。

4 小斷面引水隧洞爆破開挖在實際應用中的注意事項

通過實踐能夠發現，小斷面引水隧洞爆破開挖技術的應用環境往往非常復雜，因此，要想確保爆破工作能夠順利實施并取得良好的效果，就應當在采用此技術進行作業的過程當中對各方面的問題進行高度的重視。

首先，在對施工材料進行安置的過程當中，需要通過合理、可靠的方法來進行安置，其次則是制度方面的內容，需要技術人員嚴格遵循制度管理的各項規定，管理人員要發揮自身的帶頭作用，確保相關責任能夠落實到所有人員的具體工作當中，這就需要做到以下三點：①加強操作人員安全規范與意識，避免出現安全事故問題；②對日常工作當中的重點防范工作引起重視，確保隧洞爆破開挖可以順利實施，同時盡可能減小爆破作業的風險；③技術人員需要及時分析爆破出現超挖、欠挖等問題的原因，同時還要全面排查問題的根本原因，以此來為今后工作的進行提供更好的條件。

與此同時，在開展小斷面引水隧洞爆破開挖作業的過程當中，必須要對爆破的區域有高度的重視，以嚴謹、負責的態度正確進行選擇。在正式開展作業以前，需要針對爆破區域和附近的環境、地質條件等實施全面的檢查。在開展小斷面引水隧洞爆破開挖的過程當中，不但要盡可能提高爆破的安全性與穩定性，還需要確保爆破開挖的質量，做好對爆破現場等的清理工作，在完成清理以后再實施爆破作業，確保隧洞爆破開挖工作能夠在開展的過程當中通暢無阻。這些都是在應用小斷面引水隧洞爆破開挖技術的過程中所必須要高度重視的事項，只有完全做好了這些方面的工作，才可以真正做好爆破開挖工作。

5 結語

總而言之，小斷面引水隧洞施工的過程中，隧洞爆破開挖是非常關鍵的環節，其施工質量的優劣，常常會影響到小斷面引水隧洞的整體質量，所以，必須采用穩定可靠的技術，對小斷面引水隧洞爆破開挖的質量進行控制，以保證其質量達到工程的總體質量要求，使其更好地發揮在水利水電工程中的作用。在進行小截面引水隧洞的施工時，一定要保持一種認真的施工態度，并選用最適合的爆破開挖施工方案和工藝，從而保證小斷面引水隧洞爆破開挖的施工質量。